高中化学验证原电池的效果填空题

如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：

（1）B极是电源的        极。C电极上的电极反应式：                        。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为                                   。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是         (填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是          溶液。当乙中溶液的pH=13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为                   。
（4）丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明               ，在电场作用下向Y极移动。

化学反应原理是中学化学学习的重要内容。请回答下列问题：
（1）下列判断正确的是______________。
①CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH₁    CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
②H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l) ΔH₁    2H₂(g)＋O₂(g)═2H₂O(l) ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
③t ℃时，在一定条件下，将1 mol SO₂和1 mol O₂分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q₁和Q₂
则Q₁﹤Q₂
④CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)ΔH₁      CaO(s)＋H₂O(l)===Ca(OH)₂(s)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
（2）依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu^2＋(aq)===Zn^2＋(aq)＋Cu(s)
设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
①铜电极发生的电极反应为_____________________。
②溶液中Cu²⁺向________极移动。
（3）在一恒温、恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH (g) + H₂O(g)  △H=－49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。

回答下列问题：
①Y的化学式是                   。
②反应进行到3min时， v_正           v_逆(填“＞”或“<”、“=”)。反应前3min，H₂的平均反应速率，v(H₂)=                   mol·L^－1·min^－1。
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是                。

A．容器内各气体的体积分数保持不变

B．混合气体密度不变

C．3v逆（CH3OH） =v正（H2）

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．CO₂的转化率为70%
F．混合气体中CO₂与H₂的体积比为1﹕3
④上述温度下，反应CH₃OH (g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g)的平衡常数K=                   （计算结果保留2位小数）。
⑤上述反应达到平衡后，往容器中同时加入0.1mol CO₂和0.3mol H₂O (g)，此时平衡将     （填“向左”、“向右”或“不”）移动。
（4）室温时，向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如下图所示。下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是____________。

①．a点时：c(CH₃COOH) >c(CH₃COO^－) > c(Na⁺) > c(H⁺) >c(OH^－)
②．b点时：c(Na⁺)＝c(CH₃COO^－) >c(H^＋) =c(OH^－)
③．c点时：c(OH^－)＝c(CH₃COOH)＋c(H⁺)
④．d点时：c(Na⁺)> c(CH₃COO^－) > c(OH^－) >c(H⁺)

Ⅰ.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂，其主要制备方法是碳酸锰热分解，反应原理为2MnCO₃(s)+O₂(g)2MnO₂(s)+2CO₂(g)。经研究发现该反应过程为：① MnCO₃(s) MnO(s) + CO₂(g)  ②2MnO(s) + O₂(g) 2MnO₂(s)
（1）反应①达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是        。(填字母序号)

A．平衡常数减小

B．MnCO3质量不变

C．CO2压强不变

D．MnCO3物质的量增加

（2）反应②在低温下能自发进行，则其△H         0(填“>”、“<”、“=”)。
（3）某温度下，该平衡体系的总压强为P，CO₂、O₂的物质的量分别为n₁和n₂，用平衡分压代替平衡浓度，则碳酸锰热分解总反应的化学平衡常数Kp=              (提示：用含P、n_1、n₂ 的字母表达， 分压 = 总压×物质的量分数)
Ⅱ. 软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O。

（4）已知：K_sp[Al(OH)₃] =1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃] =3×10‾³⁹，pH =7.1时Mn(OH)₂开始沉淀，pH =9.4时Mg(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe^3＋、Al^3＋( 欲使其浓度小于1×10^－6 mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为_______________________。
（5）由右图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为           Ⅰ.           。Ⅲ. 二氧化锰也是电化学的重要材料。
（6）碱性锌锰电池的总反应是：Zn + 2MnO₂  + 2H₂O ="=" 2MnOOH + Zn(OH)₂，该电池正极的电极反应为                        。

S0₂的含量是空气质量日报中一项重要检测指标，也是最近雾霾天气肆虐我国大部分地区的主要原因之一。加大S0₂的处理力度，是治理环境污染的当务之急。
I．电化学法处理SO₂。
硫酸工业尾气中的SO₂经分离后，可用于制备硫酸，同时获得电能，装置如右图所示（电极均为惰性材料）：

（1）M极发生的电极反应式为________________。
（2）若使该装置的电流强度达到2．0A，理论上每分钟应向负极通入标准状况下气体的体积为         L（已知：1个e所带电量为1.6×10^-19C）。
Ⅱ，溶液与电化学综合（钠碱循环法）处理SO₂。
（3）钠碱循环法中，用Na₂SO₃溶液作为吸收液来吸收SO₂，该反应的离子方程式为               。
（4）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2-)／n(HSO₃^-)变化关系如右图所示：

①用图中数据和变化规律说明NaHSO₃溶液呈酸性的原因                 。
②n(SO₃^2-)／n(HSO₃^-)=1：1时，溶液中离子浓度由大到小的顺序是              。
（5）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽处理，直至得到pH>8的吸收液再循环利用，其电解示意图如下：

①写出阳极发生的电极反应式                 ；
②当电极上有2 mol电子转移时阴极产物的质量为               。

下图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：

（1）电源电极X的名称为                。
（2）pH变化：A            ，B          ，C         。(填“增大”“减小”或“不变”)
（3）通电5 min后,B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO₄溶液的质的量浓度为                 (设电解前后溶液体积无变化)。
（4）若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液中OH^－的物质的量浓度为                 (设电解前后溶液体积无变化)。

（1）工业上常用 CO₂和 NH₃通过如下反应合成尿素[CO(NH₂)₂]。
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(g)+H₂O(g) △H＜0
t℃时，向容积恒定为 2L的密闭容器中加入 0.10 molCO₂和 0．40 molNH₃， 70 min 开始达到平衡。反应中 CO₂ (g)的物质的量随时间变化如下表所示：

时间/min	0	20	70	80	100
n(CO2)/mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①70 min 时，平均反应速率 υ(CO₂)= mol/(L·min)。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050 mo1CO₂和0.20 molNH₃， 重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_________(保留一位小数)。
④下图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH₂)₂〕的碱性溶液 制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为__________________。

（2）CH₄燃料电池，装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)。

持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。当0<V≤44.8 L 时，电池总反应方程式为______________。

市售一次电池品种很多，碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理，可以获得MnO₂及其他副产品，其工艺流程如下：

已知：“锰粉”的主要成分有MnO₂、Zn(OH)₂、MnOOH、碳粉，还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下，生成氢氧化物沉淀的pH如下表:

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Zn(OH)2	Mn(OH)2 / Mn(OH)3
开始沉淀pH	2.7	7.6	5.7	8.3
完全沉淀pH（c≤1.0×10^－5mol/L）	3.7	9.6	8.0	8.8

（1）加入NaOH溶液调节pH＝8.0，目的是____________________；计算常温下Zn(OH)₂的溶度积常数K_sp[Zn(OH)₂]＝____________________。
（2）写出滤液2中的Mn²⁺变成MnO₂的离子方程式_________________________。
（3）写出滤渣B与稀硫酸在pH＝5时反应的化学方程式______________________。
（4）工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
（5）MnO₂常用来制取KMnO₄。在一定条件下将MnO₂氧化为K₂MnO₄，然后用铁作阴极、铂作阳极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄。电解K₂MnO₄溶液的总反应方程式为______________________。

铁是用途最广泛的金属材料之一，但生铁易生锈，请讨论电化学实验中有关铁的性质。
（1）某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应为_________，左侧烧杯中的c(Cl^-)________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H₂。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。

（3）用高铁酸盐设计的高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应式为3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O=3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH。
①写出正极电极反应式________________________________。
②用高铁电池做电源，以铁为阳极，以铜作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当电池中有0.2molK₂FeO₄反应时，则在电解池中生成H₂________L。（标准状况）

某实验小组依据反应设计如图1原电池，探究pH对AsO₄ 氧化性的影响。测得电压与pH的关系如图2。下列有关叙述不正确的是(   )

A．调节pH可以改变反应的方向

B．pH=0.68时,反应处于平衡状态

C．pH=5时, 负极电极反应式为2I^-－2e ^-= I2

D．pH＞0.68时,氧化性I2>AsO4^3-

硝酸是一种重要的化工原料，工业上一般以氨气为原料来制备硝酸。请回答：
（1）氨气催化氧化的化学方程式为______________________。
（2）氨气若在纯氧中燃烧，则发生反应为4NH₃+3O₂2N₂+6H₂O，科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是________(填“正极”或“负极”)；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为______________________。
（3）纳米级Cu₂O具有优良的催化性能，制取Cu₂O的方法有：
①加热条件下用液态肼(N₂H₄)还原新制Cu(OH)₂制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂．该制法的化学方程式为______________________。
②用阴离子交换膜控制电解液中OH^-的浓度制备纳米Cu₂O，反应为2Cu+H₂OCu₂O+H₂↑，如图所示．该电解池的阳极反应式为______________________。

铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各 种性能的不锈钢，CrO3 大量地用于电镀工业中。
（1）在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电 极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体。

图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
（2）最近赣州酒驾检查特别严，利用 CrO₃具有强氧化性，有机物（如酒精）遇到 CrO₃时，猛烈反应，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]，另该过程中乙醇被氧化成乙酸， 从而增强导电性，根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
（3）虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀，但 生产成本高，生活中很多情况下还是直接使用钢铁，但易腐蚀， 利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为 减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于________处。若 X 为锌，开关K 置于________处。

（4）CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水，这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含＋6 价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入 适量的 NaCl 进行电解：阳极区生成的 Fe²⁺和 Cr₂O₇^2－发生反应，生成的 Fe³⁺和 Cr³⁺在阴极 区与OH^－结合生成 Fe(OH)₃和 Cr(OH)₃沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)₃ ＝ 3.0×10^-31， KspCr(OH)₃ ＝ 6.0×10^-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe³⁺)为 2.0×10^－6 mol·L¹，则溶液中c(Cr³⁺)为______________mol·L^-1。

依据原电池原理，回答下列问题：

图（1）                          图（2）
（1）图（1）是依据氧化还原反应：Cu(s)＋2Fe^3＋(aq)＝Cu^2＋(aq)＋2Fe^2＋(aq)设计的原电池装置。
①电极X的材料为是             ；电极Y的材料为是           。
②Y电极发生的电极反应式为：                                。
（2）图（2）是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH₄和空气，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导阳极生成的O^2－离子(O₂＋4e^―→2O^2－)。
① c电极的名称为                    ②d电极上的电极反应式为                                   。

仔细观察下图，根据题意对图中两极进行必要的连接后填空：

（1）若在图A中，使铜片上冒H₂气泡。则加以必要的连接后的装置叫             。
（2）若在图B中，a、b为惰性电极，进行必要的连接后使b极析出1.28g铜，则a极析出的物质的物质的量为            ，反应的总反应方程式为                              。
（3）若将图A中Zn、Cu两极与图B中a、b作必要的边接后，也能产生与（1）、（2）完全相同的现象，则Cu极连_______极(填a或b)。经过一段时间后，停止反应并搅匀溶液，图B中溶液的pH_________(填写“升高”、“降低”或“不变”)，欲使溶液恢复至与反应前完全一致，则应加入的一定量的物质是_________。

A．CuO

B．Cu(OH)2

C．Cu2(OH)2CO3

D．CuCO3

大气污染越来越成为人们关注的问题，工业生产尾气中的氮氧化物必须脱除(即脱硝)后才能排放。
（1）已知：

CH₄可用于脱硝，其热化学方程式为：

已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H₃=          kJ·mol^-1，C-H化学键键能E=          kJ·mol^-1。
（2）反应2CO(g) +2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)也可用于脱硝，图1为该反应过程中NO的平衡转化率a(NO)与温度、压强的关系[其中初始c(CO)和c(NO)均为1mol．L^-1]，计算该反应在200cC时的平衡常数K=__       ，图中压强(P₁、P₂、P₃)的大小顺序为_____________。

（3）有人利用电化学方法将CO和NO转化为无毒物质。装置如图2所示
①电极a是       极；②电极b的电极反应式是                    。
（4）新型臭氧氧化技术利用具有极强氧化性的0，对尾气中的NO脱除，反应为NO(g)+O₃(g)=NO₂(g)+O₂(g)，在一定条件下，将NO和0，通人密闭容器中并不断加热发生反应(温度不超过各物质的分解温度)，NO₂的体积分数妒(NO₂)随时间变化如图3所示，可以发现t₁s后NO。的体积分数下降，其可能的原因是__________。研究小组通过增大比值提高NO的平衡转化率，却发现当>1时，NO₂的物质的量减小，可能原因是________________。

（1）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH₃OH(g) HCOOCH₃(g)+2H₂(g) △H>O
第二步：HCOOCH₃(g) CH₃OH(g)+CO(g) △H>O
第一步反应的机理可以用图1表示，中间产物X的结构简式为___________。

（2）为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X-射线衍射谱图如图2所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为：_____________。
（3）某催化剂样品(含Ni₂O₃40%，其余为SiO₂)通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)₄、(沸点43℃)，并在180℃时使Ni(CO)₄重新分解产生镍单质。上述两步中消耗CO的物质的量之比为______________。
（4）为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图3 所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为：_____________________。